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研磨加工的發(fā)展和現(xiàn)狀-河北興創(chuàng)

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研磨加工的發(fā)展和現(xiàn)狀
發(fā)布時(shí)間:2019/1/22 21:37:49 來源:河北興創(chuàng)機(jī)械制造有限公司
研磨加工除了加工精度和加工質(zhì)量高這一特點(diǎn)外,還具有加工材料廣,幾乎可以加工_固態(tài)材料的特點(diǎn)。正是由于這一特點(diǎn),研磨加工方法的應(yīng)用比較早。在原始社會(huì),人類的祖先_用研磨方法來加工貝殼、骨制品、石器及一些器皿等。盡管研磨加工效率低,但在當(dāng)時(shí)由于切削刀具材料比較落后,研磨對(duì)于這些材料的加工常常是惟一可進(jìn)行的加工方法。后來,由于切削刀具材料的發(fā)展,切削加工因加工效率高而逐漸受到重視,使得切削加工在機(jī)械加工領(lǐng)域中所占比例增加,而研磨加工在機(jī)械加工領(lǐng)域所占比例一度減少。
  研磨是一種重要的精密和_精密加工方法,由于其不斷發(fā)展完善,定義也在不斷地變化。早年德國(guó)的經(jīng)濟(jì)加工協(xié)會(huì)曾給研磨定義為:研磨是一種加工方法,在工件和工具之間無強(qiáng)制導(dǎo)引,利用研磨劑,在不斷變更方向的情況下相互滑動(dòng)。這個(gè)定義是較為原始的基本定義,沒有體現(xiàn)出研磨的特征。所以,后來有人給研磨又下了定義:用研磨工具和研磨劑從工件表面磨去一層極薄的金屬,使工件表面達(dá)到較高要求的尺寸,準(zhǔn)確的幾何形狀和很低的表面粗糙度值,這種精密加工的方法,叫研磨。這個(gè)定義強(qiáng)調(diào)了研磨的特征,但也限制了加工工件的材料范圍,僅指金屬似乎不妥。由于材料科學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展,非金屬材料的大量涌現(xiàn),其應(yīng)用日益廣泛,所以研磨加工對(duì)象也應(yīng)包括非金屬。因而,研磨可以表述為:利用磨具通過磨料作用于工件表面,進(jìn)行微量加工的過程。
研磨加工除了加工精度和加工質(zhì)量高這一特點(diǎn)外,還具有加工材料廣,幾乎可以加工_固態(tài)材料的特點(diǎn)。正是由于這一特點(diǎn),研磨加工方法的應(yīng)用比較早。在原始社會(huì),人類的祖先_用研磨方法來加工貝殼、骨制品、石器及一些器皿等。盡管研磨加工效率低,但在當(dāng)時(shí)由于切削刀具材料比較落后,研磨對(duì)于這些材料的加工常常是惟一可進(jìn)行的加工方法。后來,由于切削刀具材料的發(fā)展,切削加工因加工效率高而逐漸受到重視,使得切削加工在機(jī)械加工領(lǐng)域中所占比例增加,而研磨加工在機(jī)械加工領(lǐng)域所占比例一度減少。但近幾年來,隨著社會(huì)的進(jìn)步,人們對(duì)產(chǎn)品性能的要求日益提高(影響產(chǎn)品性能的主要因素包括其構(gòu)件的加工精度和加工質(zhì)量),研磨加工以其加工精度和加工質(zhì)量高而再次受到了人們的關(guān)注。特別是近幾年信息技術(shù)、光學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)光學(xué)零件不僅需求量增大,而且對(duì)其質(zhì)量、精度都提出了較高的要求,而研磨作為光學(xué)加工中一種較為重要的加工方法,起著不可替代的作用。因此許多人從事著研磨加工技術(shù)的研究,其宗旨都是進(jìn)一步提高研磨加工效率、加工精度,降低加工成本。
目前,國(guó)內(nèi)外研磨加工主要還是采用散粒磨料在慢速研磨機(jī)上研磨。其特點(diǎn)是加工精度高、加工設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少,但是加工精度不穩(wěn)定、加工成本高、效率低。正是由于散粒磨料研磨存在一些不足,所以許多學(xué)者在研究改進(jìn)這種研磨加工技術(shù)。
有人研究新型研磨液,以_研磨效果;還有人研究不同磨料和不同材質(zhì)磨盤的研磨效果,以尋求對(duì)應(yīng)于不同工件的較佳磨料及磨盤。
研磨加工面形范圍較廣,幾乎可以加工_面形的工件。對(duì)于不同面形的工件,研磨加工方式不同,于是人們針對(duì)不同面形的工件探討了不同的加工方法。
Jeong-Du-Kim,Min-Seog Choi和Takeo Shinmura,Toshio Aizawa等人專門研究了圓柱面的研磨加工。杉浦修等人研究采用磁力研磨法加工圓柱面的研磨機(jī)取得了較好的效果。我國(guó)也有一些學(xué)者從事圓柱面研磨加工的研究,如天津大學(xué)的鄧廣敏等人專門研究了陶瓷圓柱面的研磨,周俊研究了主軸套筒的研磨,朱長(zhǎng)茂研究了高精度小軸的研磨加工。泊頭鴻信德精密機(jī)械裝備廠研磨團(tuán)隊(duì)研究了平面干研磨壓砂平板等。
在金屬切削加工中,刀具質(zhì)量直接影響著唄加工工件的質(zhì)量。,為提高工件質(zhì)量,人們對(duì)刀具提出了較高的要求,特別是用于精密和_精密加工的金剛石刀具都要采用研磨加工。因此國(guó)內(nèi)外一些人專門從事刀具研磨加工技術(shù)研究,取得了不錯(cuò)的進(jìn)展。 為了高 效率,在研磨中不僅一次研磨加工工件的一個(gè)表面,而且還可以同時(shí)加工工件的兩個(gè)表面。于是有人研制出雙面研磨機(jī)。日本的Toshiroh Karaki-dog等人還研究了雙面研磨加工工藝,為雙面研磨的應(yīng)用創(chuàng)造了良好的條件。一些學(xué)者專門研究將雙面研磨技術(shù)應(yīng)用于加工硅片(集成電路的基片),并成功地應(yīng)用于生產(chǎn)上。
球面是一種較為常用的曲面,特別是在光學(xué)系統(tǒng)中和軸承上,其研磨加工量非常大。因此有人專門研究了球面研磨加工技術(shù)、加工機(jī)床及加工機(jī)理,取得了很好的效果。
在光學(xué)系統(tǒng)中應(yīng)用非球面元件可以使復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得較為簡(jiǎn)單。它們可以有效地消除像差,提高系統(tǒng)的成像質(zhì)量。在多元件系統(tǒng)中,一個(gè)非球面元件可以替代兩個(gè),有時(shí)甚至是三個(gè)球面元件,這樣_可以大大減小系統(tǒng)的尺寸及質(zhì)量,提高穩(wěn)定性,降低成本。因此非球面研磨加工_顯得_重要。許多人從事非球面研磨加工技術(shù)的研究,并將之用于生產(chǎn)。
有時(shí)還需要對(duì)一些特殊曲面進(jìn)行研磨加工,因此有人專門研究了適合曲面加工的研磨機(jī),而且還有人研究了一些特殊曲面專用研磨加工技術(shù)。
由于陶瓷應(yīng)用日益廣泛,研磨是陶瓷精密和_精密加工的一種非常重要的加工方法,不僅國(guó)外友人專門研究陶瓷研磨加工技術(shù),而且我國(guó)學(xué)者在這一領(lǐng)域也做了許多研究工作。
研磨機(jī)是研磨加工的重要條件,因此人們專門研究了各種不同的研磨機(jī)。友人還針對(duì)不同的工件,研究開發(fā)不同的簡(jiǎn)易專用研磨裝置。為了提高研磨機(jī)加工效率,人們?cè)谘心ゼ庸ぷ詣?dòng)化方面也做了許多工作,從而實(shí)現(xiàn)了連續(xù)研磨加工。特別是有人將計(jì)算機(jī)引入研磨機(jī)中,以進(jìn)行特殊曲面加工。還有人將監(jiān)測(cè)技術(shù)引入研磨加工中,對(duì)研磨過程進(jìn)行監(jiān)控。通過這些研究,研磨加工技術(shù)水平得到了很大提高。
由于研磨加工的針對(duì)性較強(qiáng),對(duì)不同的工件,研磨加工方法也有很大差別,因此各行各業(yè)針對(duì)自己的特點(diǎn),研究出不同工件的研磨加工技術(shù)。黎明機(jī)械公司樊憲林和周麗珠研究了研磨再航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造中的應(yīng)用,王汝順研究了螺紋刀具的研磨,楊成貞研究了小盲孔底端面的研磨,朱目成研究了木材研磨,武漢工業(yè)大學(xué)的陳強(qiáng)等人研究了石材研磨加工。泊頭鴻信德機(jī)械的顏秉君等人研究了壓嵌砂平面干研磨技術(shù)。他們的研究使研磨加工的領(lǐng)域更加廣泛,研磨技術(shù)更加完善。
研磨加工后的工件表面精度及質(zhì)量對(duì)其使用性能影響很大,因此有人研究了研磨加工對(duì)工件已加工表面精度及質(zhì)量,甚至使用性能的影響,以_研磨加工效果。
在切削加工中,刀具的幾何參數(shù)及切削用量等_明確,工件切削層的變形較為簡(jiǎn)單,人們對(duì)切削加工機(jī)理研究比較多,因此目前對(duì)切削加工的認(rèn)識(shí)也較為全面,并形成了較為完整的切削加工理論。而對(duì)于磨削和研磨加工,由于加工過程_復(fù)雜,從事磨削和研磨加工機(jī)理研究的人,相對(duì)來說比較少。以往人們?yōu)檠芯糠奖?,把磨削和研磨的磨粒看成是具有較大負(fù)前角的切削刀具,磨削和研磨過程_是用大量的這種小刀具同時(shí)切削的過程。由于磨粒的大小、形狀千差萬別,使得人們很難對(duì)磨削和研磨過程有一個(gè)準(zhǔn)確的描述,也很難進(jìn)行較為深入的研究。這不僅使從事磨削和研磨加工機(jī)理研究的人少,而且使得人們對(duì)其加工過程的了解也_有限。近年來,磨削和研磨加工的應(yīng)用日益廣泛,人們對(duì)磨削和研磨加工的研究也_較為重視。
盡管磨削過程較為復(fù)雜,但磨削過程中的磨粒運(yùn)動(dòng)和工件運(yùn)動(dòng)都是已知的。而對(duì)于普通研磨來說,不僅磨粒的運(yùn)動(dòng)是未知的,而且工件的運(yùn)動(dòng)也常常是未知的。這說明研究研磨過程比研究磨削過程更復(fù)雜??紤]到研磨加工量與_精密磨削相當(dāng),而且研磨與_精密磨削所用的磨料、所加工的工件材料相近,因此人們常常用_精密磨削機(jī)理代替研磨機(jī)理。
以往人們對(duì)塑性材料的加工機(jī)理研究較多,較好地掌握了其加工變形規(guī)律,建立了較為完善的加工理論。但由于材料科學(xué)的發(fā)展,脆性材料應(yīng)用日益廣泛,因此人們較重視脆性材料的加工機(jī)理的研究。他們都以_精密磨削為主要研究對(duì)象。特別是有人已將分子動(dòng)力學(xué),電子理論和量子力學(xué)引入_精密加工的微量切削機(jī)理研究中,用這些理論分析描述工件加工表面的微觀變形規(guī)律,為深入探討研磨機(jī)理提供了很大的幫助。
也有人考慮到研磨與_精密磨削的區(qū)別,在研究_精密磨削的同時(shí),又研究了研磨。還有人專門研究研磨加工過程。這些研究成果為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)研磨機(jī)理,_地利用研磨加工造福于人類奠定了_的理論基礎(chǔ)。
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